Эволюция молекул: формирование «строительных кирпичиков» жизни в космосе

В новых экспериментах показано, что самыми далекими «предками» человека – а также других форм жизни на Земле – являются… звездная пыль и радиация! В эксперименте, в ходе которого были воссозданы астрофизические условия – криогенные температуры и сверхвысокий вакуум – ученые использовали электронную пушку для облучения электронами тонких пластин льда, покрытых молекулами метана, аммиака и диоксида углерода. Эти простые по строению молекулы часто рассматриваются как исходные «строительные кирпичики» жизни. В экспериментах проверялась возможность формирования в условиях опыта более сложных, биологических молекул, которые в дальнейшем могли дать начало жизни. В космосе относительно простые по строению молекулы постоянно испытывают воздействие различных видов излучений, включая звездные ветра, космические лучи и другие высокоэнергетические ионизирующие излучения. Они также испытывают воздействие низкоэнергетических вторичных электронов, образующихся в результате взаимодействия излучения с материей. В своем исследовании группа, возглавляемая Сасаном Эсмайли (Sasan Esmaili), изучила влияние низкоэнергетических электронов на смесь базовых молекул. Состав продуктов реакции анализировался при помощи метода температурно-программируемой десорбции.

Проведенные эксперименты показали, что в выбранных условиях происходит формирование глицина, простейшей аминокислоты, имеющей формулу NH2-CH2-COOH, с частотой примерно одна молекула образующегося соединения на 260 электронов. Взяв эти результаты за основу и рассчитав дополнительно вероятность столкновения в космосе сразу трех молекул – метана, аммиака и диоксида углерода – ученые пришли к выводу, что полученная оценка скорости формирования молекул глицина является вполне реалистичной и в условиях космоса.

Проект космического корабля, выполненного из астероида, получает новое развитие

Группа студентов и исследователей из Делфтского технического университета, Нидерланды, разрабатывает межзвездный космический корабль, на борту которого смогут жить многие поколения людей, движущихся в пространстве между звездами – и теперь исследователи решили обратиться к Европейскому космическому агентству за помощью в разработке систем жизнеобеспечения для этого звездолета. Проект DSTART объединяет большое число специалистов из различных научных областей, которые вместе работают над созданием футуристического межзвездного космического корабля, который предполагается выполнить внутри полого астероида. В целях проекта значится не только разработка необходимых для создания такого аппарата технологий, но и рассмотрение биологических и социальных факторов, которые могут повлиять на осуществимость этого грандиозного космического путешествия. «Нам нужно разработать технологию, которая позволила бы людям продержаться в космосе на протяжении многих десятилетий, необходимых для путешествия из нашей Солнечной системы к планетным системам других звезд», - объяснил руководитель проекта DSTART Анджело Вермёлен (Angelo Vermeulen), являющийся в настоящее время студентом докторантуры кафедры инжиниринга Делфтского технического университета.

«В рамках этого стратегического направления мы обратили внимание на регенеративные системы жизнеобеспечения, которые были впервые предложены при реализации программы MELiSSA (Micro-Ecological Life Support System Alternative) Европейского космического агентства.

В рамках международной программы MELISSA предполагается создание системы, подобной природной акваэкосистеме, которая эффективно конвертирует органические остатки и диоксид углерода в кислород, воду и пищу.

Пилотная установка, построенная в рамках программы MELISSA, расположена в Испании. В герметичной замкнутой циркуляционной системе присутствует биореактор, где под действием света водоросли синтезируют кислород, который помогает «командам» лабораторных мышей выживать и чувствовать себя вполне комфортно в течение нескольких месяцев. В то время как водоросли выделяют кислород и поглощают углекислый газ, мыши делают совершенно противоположное.

Такой биореактор недавно был успешно протестирован на Международной космической станции.

Команда проекта DSTART в ближайшее время представит компьютерную модель первой версии системы MELISSA в масштабе космического корабля. Эта модель позволит команде оценить надежность системы MELISSA при долговременных космических путешествиях.

Обнаружение галактик с активными ядрами

Ядра большинства галактик содержат сверхмассивные черные дыры, масса которых составляет миллионы или даже миллиарды солнечных масс. Материал в окрестностях таких черных дыр может накапливаться на торе из пыли и газа, окружающем черную дыру, и когда это происходит, ядро галактики начинает испускать мощное излучение во всех диапазонах спектра.Такие активные ядра галактик являются одними из наиболее зрелищных и интересных явлений в экстрагалактической астрономии, а кроме того, представляют собой большую научную загадку. Ученым до конца неизвестно, что является причиной интенсификации или угасания процессов аккреции, а также не выяснены до конца механизмы формирования излучения и джетов, включающих заряженные частицы, из этого падающего на черную дыру материала и влияние этих потоков материи и энергии на формирование звезд в родительской галактике. Поскольку активные ядра галактик имеют большое значение для эволюции галактик, ученые ищут эти объекты далеко в нашей Вселенной, на космологических расстояниях. Однако активные ядра галактик, расположенные на больших расстояниях от нас, часто бывают сокрыты от наблюдений слоем пыли, поэтому для их обнаружения астрономы используют инфракрасные телескопы.

В новом исследовании группа астрономов во главе с Мугдхой Полимерой (Mugdha Polimera) из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, проанализировала архивные данные, собранные в рамках экстрагалактического обзора неба, проводившегося при помощи космического телескопа Spitzer («Спитцер») в течение 14 лет, в поисках активных ядер галактик. Ученые обнаружили почти одну тысячу переменных в ИК диапазоне источников, что составляет примерно один процент от числа зарегистрированных в ходе этого обзора неба источников. Согласно результатам анализа команды 8 процентов от числа этих переменных источников являются активными ядрами галактик, в то время как остальная их часть приходится на сверхновые или ложные данные, связанные с различными помехами. Ученые провели дальнейшие наблюдения этих объектов при помощи космического телескопа НАСА Hubble («Хаббл») и обнаружили, что многие из объектов представляют собой галактики, испытавшие столкновения с другими галактиками.

Эти результаты свидетельствуют о высокой эффективности поисков активных ядер галактики при помощи телескопов, работающих в среднем ИК диапазоне, отмечают авторы работы.

Согласно новой оценке кора Меркурия тоньше и плотнее, чем считалось

Меркурий представляет собой очень небольшую, быструю планету, которая к тому же расположена очень близко к Солнцу, поэтому за всю историю человечества для подробного исследования Меркурия «на месте» был направлен лишь один зонд. Этот аппарат собрал достаточно информации, чтобы ученые смогли оценить химический состав и топографию поверхности Меркурия. Однако, чтобы понять, что скрывается под этой поверхностью, нужны более сложные алгоритмы оценки. После того как миссия этого зонда была завершена в 2015 г., планетологи сошлись на мнении, что толщина коры Меркурия составляет 35 километров. Однако один ученый из штата Аризона, США, оказался не согласен с этим утверждением. Используя более совершенные математические формулы, Майкл Сори (Michael Sori) из Лаборатории Луны и планет в новом исследовании оценивает толщину коры Меркурия в 25 километров и считает, что плотность ее превосходит плотность алюминия. Сори определил плотность коры Меркурия, используя данные, собранные при помощи научной станции Mercury Surface, Space Environment and Geochemistry Ranging (MESSENGER) и применив новую математическую формулу, разработанную его коллегами из Лаборатории Луны и планет.

Новые оценки толщины коры Меркурия, сделанные Сори, поддерживают теорию, согласно которой кора Меркурия формировалась в основном в результате вулканической активности.

Кроме того, работа Сори позволяет разрешить научную проблему слишком большой толщины коры Меркурия, масса которой составляла по прежним оценкам порядка 11 процентов от массы мантии, в то время как для другого близкого по размерам Меркурию небесного тела внутренней части Солнечной системы – Луны – это отношение составляет всего лишь 7 процентов.

Космическая пыль отравит Мировой океан никелем

Каждый день на нашей планете оседают десятки тонн, космической пыли. Микроскопические частички проникают повсюду: их можно найти в океаническом иле, ледниках Антарктиды, в верхних слоях атмосферы, где они образуются в облака. В настоящее время ученые выясняют, к каким климатическим изменениям это может привести. Специалисты отмечают, что хотя на сегодняшний день космическая пыль не представляет особой опасности, в ближайшем будущем ситуация может резко измениться. Как пишет новостное издание ToDay News Ufa, ученые определили, что в ледниках концентрация космической пыли очень велика. Когда ледники растают и попадут в Мировой океан, это приведет к повышению уровня гелия-3, никеля, железа и кобальта, из которых состоит пыль. Таким образом, в Мировом океане изменится состав воды.

Данную проблему обсуждали на прошедших этой зимой Королевских чтениях. В частности, российские ученые планируют провести серию исследований, чтобы изучить влияние космической пыли на человеческий организм.